CN204818438U - 带焊缝检测的激光焊接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光拼焊领域，尤其涉及一种激光焊接机构。一种带焊缝检测的激光焊接机构，包括激光焊接头、薄板侧夹紧机构和厚板侧夹紧机构，所述薄板侧夹紧机构与厚板侧夹紧机构之间中线的下方设置有轨道，所述轨道上有通过驱动机构带动的焊接预处理支架，所述钢板的下方还设置有由机械手带动的温度传感器，以激光焊接头焊接时的移动方向为正方向，所述温度传感器的测温点位于激光焊接头焊接点的下游。本实用新型在焊缝的背面设置了温度传感器，通过温度传感器检测焊接过程中的温度波动情况，并根据温度波动曲线判定焊缝质量，通过此种筛选方式能够消除产品的安全隐患，特别适合对焊接质量要求较高的产品使用。

Description

带焊缝检测的激光焊接机构

技术领域

本实用新型涉及激光拼焊领域，尤其涉及一种激光焊接机构。

背景技术

激光拼焊是采用激光能源，将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化。

激光拼焊板已广泛应用于汽车制造业，采用激光拼焊板工艺不仅能够降低整车的制造成本、物流成本、整车重量、装配公差、油耗和废品率，而且可以减少外围加强件数量，简化装配步骤，同时使车辆的碰撞能力、冲压成型率和抗腐能力提高。此外，由于避免使用密封胶，也使其更具有环保性。

现有的激光拼焊焊缝质量没有在线监测的方法，检测焊缝质量只能通过选取样板用破坏的方式进行测试。实际生产时，受到钢板边缘直线度以及激光功率波动的影响，焊缝质量不可能完全稳定，因此采用破坏测试的方式，只能用于焊接参数的设定工作，而无法用于在线质量控制中。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带焊缝检测的激光焊接机构，该机构在焊缝的背面设置了温度传感器，通过温度传感器检测焊接过程中的温度波动情况，并根据温度波动曲线判定焊缝质量，通过此种筛选方式能够消除产品的安全隐患，特别适合对焊接质量要求较高的产品使用。

本实用新型是这样实现的：一种带焊缝检测的激光焊接机构，包括激光焊接头、薄板侧夹紧机构和厚板侧夹紧机构，所述薄板侧夹紧机构与厚板侧夹紧机构并排设置，所述激光焊接头设置在薄板侧夹紧机构与厚板侧夹紧机构之间中线的上方，所述薄板侧夹紧机构与厚板侧夹紧机构之间中线的下方设置有轨道，所述轨道上有通过驱动机构带动的焊接预处理支架，所述焊接预处理支架前端设置有支撑轮、压紧轮和碾压轮，所述支撑轮位于钢板的下方，所述压紧轮和碾压轮位于钢板的上方，所述钢板的下方还设置有由机械手带动的温度传感器，以激光焊接头焊接时的移动方向为正方向，所述温度传感器的测温点位于激光焊接头焊接点的下游，温度传感器在机械手带动下跟随激光焊接头同步动作。

所述驱动机构包括电机和丝杠，所述电机带动丝杠转动使焊接预处理支架沿轨道的轴向移动。

所述压紧轮靠近薄板侧夹紧机构，碾压轮靠近厚板侧夹紧机构。

所述焊接预处理支架后端设置有间隙测量机构。

所述温度传感器为红外线温度传感器。

所述测温点与焊接点的间距为1～5mm。

发明人经过研究发现，焊缝质量与焊接造成的焊缝区域的温度与有关，当焊缝的热影响区的温度过高时，焊缝的力学性能就会受到影响，基于此种原因本实用新型带焊缝检测的激光切割焊接机构在焊缝的背面设置了温度传感器，通过温度传感器检测焊接过程中的温度波动情况，并根据温度波动曲线判定焊缝质量；实际测试时，将温度波动曲线超过阈值的焊接板取出做破坏性测试，实现发现45％的焊缝杯突试验中出现平行于焊缝走向的裂纹，23％的焊缝拉伸实现不合格；通过此种筛选方式能够消除产品的安全隐患，特别适合对焊接质量要求较高的产品使用。

附图说明

图1为本实用新型带焊缝检测的激光焊接机构的结构主视示意图；

图2为本实用新型中中线区域的侧视示意图；

图3为本实用新型中碾压轮的工作示意图。

图中：1驱动机构、2焊接预处理支架、3激光焊接头、4薄板侧夹紧机构、5厚板侧夹紧机构、6轨道、7钢板、8间隙测量机构、9温度传感器、10支撑轮、11压紧轮、12碾压轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型表述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1、2所示，一种带焊缝检测的激光焊接机构，包括激光焊接头3、薄板侧夹紧机构4和厚板侧夹紧机构5，所述薄板侧夹紧机构4与厚板侧夹紧机构5并排设置，所述激光焊接头3设置在薄板侧夹紧机构4与厚板侧夹紧机构5之间中线的上方，所述薄板侧夹紧机构4与厚板侧夹紧机构5之间中线的下方设置有轨道6，所述轨道6上有通过驱动机构1带动的焊接预处理支架2，所述焊接预处理支架2前端设置有支撑轮10、压紧轮11和碾压轮12，所述支撑轮10位于钢板7的下方，所述压紧轮11和碾压轮12位于钢板7的上方，所述钢板7的下方还设置有由机械手带动的温度传感器9，以激光焊接头3焊接时的移动方向为正方向，所述温度传感器9的测温点位于激光焊接头3焊接点的下游，温度传感器9在机械手带动下跟随激光焊接头3同步动作。

在本实用新型中，温度传感器9通常采用非接触式的温度传感器，比如为红外线温度传感器。

本实用新型中，测温点与焊接点距离过近则容易受到激光束本身的影响，造成温度测量值误差，而两者间距过远，则会受到环境冷却的影响，同样造成温度测量值误差，因此作为优选，所述测温点与焊接点的间距为1～5mm。

在本实用新型中，为了便于现场机构的布置，所述驱动机构1包括电机和丝杠，所述电机带动丝杠转动使焊接预处理支架2沿轨道6的轴向移动。

如图3所示，本实用新型在设置时，为了确保焊缝区域能够平滑过渡，不至于因为两侧高度差距太大，影响焊缝质量，通常情况下将压紧轮11设置在薄板侧，碾压轮12设置在厚板侧，通过碾压厚板消除拼接时两块钢板12边缘之间的间隙。

激光拼焊焊接前，被焊两板材边缘间隙需要在0.08mm以下，如果间隙过大，激光能量将无功透过间隙从而严重影响焊接质量，因此本实施例中，为了对该间隙进行控制，在所述的焊接预处理支架2后端设置一间隙测量机构8，当检测发现间隙超标时，使用焊接预处理支架2前端的碾压轮12碾压厚板使，较厚的钢板发生塑性变形使其材料向间隙内流动，从而消除该间隙，满足激光拼焊的要求。

Claims (6)

1.一种带焊缝检测的激光焊接机构，包括激光焊接头(3)、薄板侧夹紧机构(4)和厚板侧夹紧机构(5)，所述薄板侧夹紧机构(4)与厚板侧夹紧机构(5)并排设置，所述激光焊接头(3)设置在薄板侧夹紧机构(4)与厚板侧夹紧机构(5)之间中线的上方，其特征是：所述薄板侧夹紧机构(4)与厚板侧夹紧机构(5)之间中线的下方设置有轨道(6)，所述轨道(6)上有通过驱动机构(1)带动的焊接预处理支架(2)，所述焊接预处理支架(2)前端设置有支撑轮(10)、压紧轮(11)和碾压轮(12)，所述支撑轮(10)位于钢板(7)的下方，所述压紧轮(11)和碾压轮(12)位于钢板(7)的上方，所述钢板(7)的下方还设置有由机械手带动的温度传感器(9)，以激光焊接头(3)焊接时的移动方向为正方向，所述温度传感器(9)的测温点位于激光焊接头(3)焊接点的下游，温度传感器(9)在机械手带动下跟随激光焊接头(3)同步动作。

2.如权利要求1所述的带焊缝检测的激光焊接机构，其特征是：所述驱动机构(1)包括电机和丝杠，所述电机带动丝杠转动使焊接预处理支架(2)沿轨道(6)的轴向移动。

3.如权利要求1或2所述的带焊缝检测的激光焊接机构，其特征是：所述压紧轮(11)靠近薄板侧夹紧机构(4)，碾压轮(12)靠近厚板侧夹紧机构(5)。

4.如权利要求1或2所述的带焊缝检测的激光焊接机构，其特征是：所述焊接预处理支架(2)后端设置有间隙测量机构(8)。

5.如权利要求1或2所述的带焊缝检测的激光焊接机构，其特征是：所述温度传感器(9)为红外线温度传感器。

6.如权利要求1或2所述的带焊缝检测的激光焊接机构，其特征是：所述测温点与焊接点的间距为1～5mm。